KR100288342B1

KR100288342B1 - 자동차의 동력조향장치

Info

Publication number: KR100288342B1
Application number: KR1019990004269A
Authority: KR
Inventors: 신영곤
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2001-04-16
Also published as: KR20000055586A

Abstract

본 발명은 자동차의 동력조향장치에 관한 것으로, 오일펌프로부터 동력실린더에 공급되는 작동유의 토출유량을 조타방향에 따라 제어하여 조향이 실시되게 함으로써, 구성부품의 단순화와 제조단가의 저감을 추구함과 동시에 조타시 응답성을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향시 조타방향과 조타정도를 검출하도록 조향축(2)상에 설치된 조향방향감지센서(11) 및 조향토오크감지센서(12)와, 이 조향방향감지센서(11)와 조향토오크감지센서(12)로부터 검출된 조타방향과 조타정도를 입력받도록 연결된 제어유니트(13), 이 제어유니트(13)에 연결되어 이로부터 회전방향과 회전량을 제어받도록 설치된 스텝핑모터(14), 이 스텝핑모터(14)의 피니언기어(15)와 치합된 랙바아(16), 이 랙바아(16)에 결합되면서 내부에 일정용적의 밀폐된 공간을 형성하는 하우징(17) 및, 이 하우징(17)내에 외주면에 구비된 격벽부재(19)를 매개로 하우징(17)의 내부공간을 좌측유실(20)과 우측유실(21)로 기밀되게 분할하도록 설치된 오일펌프(18), 그리고 상기 하우징(17)의 좌측유실(20)과 우측유실(21)로부터 동력실린더(4)의 좌/우측 압력실(4c,4d)로 각각 독립적으로 교통되게 설치된 제1,2관로(22,23)를 포함하여 구성된다.

Description

자동차의 동력조향장치{power steering system for vehicle}

본 발명은 자동차의 동력조향장치에 관한 것으로, 특히 조향시 동력실린더내의 좌/우측 압력실로 송출되는 작동유의 공급이 오일펌프를 통해 직접적으로 이루어지도록 하여 작동유의 송출에 소요되는 경로를 단축시킴과 더불어 응답지연을 해소함으로써 조향성능을 향상시킬 수 있도록 된 자동차의 동력조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행중에 차체의 진행방향을 운전자의 임의대로 바꿀 수 있도록 된 조향장치를 구비하고 있는 바, 근래에 들어서는 저속에서의 조향시 운전자에 의한 조향핸들의 조작력을 배가시켜 조향의 신속함과 편의성을 부가함과 더불어, 고속에서의 조향시 조향핸들의 조작력을 저감시켜 안정성을 부가할 수 있도록 된 동력조향장치가 개발되었다.

이와 같은 일반적인 형태의 동력조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전자의 조향조작을 위한 조향핸들(1)이 상측 단부에 장착된 조향축(2)과, 이 조향축(2)의 하부에 장착되어 조향시 작동유의 흐름을 제어하도록 된 컨트롤밸브(3) 및, 상기 조향축(2)의 하측 단부에 마련된 구동피니언부(도시안됨)와 치합되는 랙기어를 갖추고서 구동피니언의 회전운동에 따라 직선운동을 하는 피스톤(4a)을 갖춘 동력실린더(4), 그리고 엔진의 크랭크축과 벨트를 매개로 연결되어 이로부터 동력을 받아 작동되어 조향시 상기 컨트롤밸브(3)로 가압된 작동유를 공급하도록 된 오일펌프(5), 이 오일펌프(5)로 작동유를 공급하도록 일정량의 작동유를 저장하고 있는 오일저장탱크(6)로 구성되어 이루어진다.

또한, 상기 컨트롤밸브(3)와 동력실린더(4), 오일펌프(5) 및, 오일저장탱크(6) 사이에는 각각 관로(7)가 설치되어 조향시 작동유가 유동되는 유로를 형성하고 있다.

그리고, 상기 동력실린더(4)의 양쪽 단부에는 내부의 피스톤(4a)과 연결된 랙바아(4b)가 외부로 노출되며, 이 랙바아(4b)는 각기 전륜측 너클아암에 연결되어 조향시 선회방향으로 너클아암을 밀거나 당겨 전륜의 방향을 조절할 수 있게 된다.

따라서, 조향시 상기 오일펌프(5)는 관로(7)를 통해 컨트롤밸브(3)로 가압된 작동유를 공급하게 되고, 이에 따라 컨트롤밸브(3)는 조향방향으로 조작력이 경감 또는 증대되도록 동력실린더(4)내로 공급되는 작동유의 양과 방향을 조절하게 되며, 상기 동력실린더(4)내 피스톤(4a)은 작동유의 가압에 의해 이동되므로 피스톤(4a)에 결합된 랙바아(4b)는 좌/우측 차륜을 장착하고 있는 너클아암을 밀거나 당겨 회동시킴으로써 조향이 이루어지게 된다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 동력조향장치에서는, 조향시 동력실린더(4)에 공급되어 조향에 드는 힘을 저감시키도록 된 작동유가 오일펌프(5)로부터 가압된 다음 상기 컨트롤밸브(3)와 동력실린더(4)를 거쳐 다시 오일저장탱크(6)로 회수되는 과정에서 이동되는 경로가 길기 때문에, 유동하는 과정에서 작동유내 노폐물의 증가와 조타시 응답이 지연되는 단점이 있다.

또한, 상기 컨트롤밸브(3)는 내부에 로타리식 밸브 등의 부품들은 형상이 복잡한 비교적 고가이므로 제조단가가 상승하는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 오일펌프로부터 동력실린더에 공급되는 작동유의 토출유량을 조타방향에 따라 제어하여 조향이 실시되게 함으로써, 구성부품의 단순화와 제조단가의 저감을 추구함과 동시에 조타시 응답성을 향상시킬 수 있도록 된 자동차의 동력조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향시 조타방향과 조타정도를 검출하도록 조향축상에 설치된 조향방향감지센서와 조향토오크감지센서를 매개로 제어유니트가 조향방향과 정도를 검출받아 이를 매개로 동력실린더의 좌/우측 압력실내로 공급되는 작동유의 유량을 조절하여 조향이 이루어지도록 구성되어 있다.

도 1은 종래 자동차의 동력조향장치를 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 동력조향장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-조향핸들 2-조향축

4-동력실린더 11-조향방향감지센서

12-조향토오크감지센서 13-제어유니트

14-스텝핑모터 16-랙바아

17-하우징 18-오일펌프

19-격벽부재 20,21-좌/우측유실

22,23,27-제1,2,3관로 25,26-제1,2드레인관로

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 동력조향장치를 개략적으로 도시한 구성도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 조향핸들(1)을 장착시킨 조향축(2)상에 조향시 조타방향과 조타정도를 각각 검출하기 위해 조향방향감지센서(11)와 조향토오크감지센서(12)가 설치되고, 이 조향방향감지센서(11)와 조향토오크감지센서(12)는 각각 제어유니트(13)에 연결되며, 이 제어유니트(13)는 정/역회전량이 제어가능한 스텝핑모터(14)를 제어하도록 연결되는 한편, 이 스텝핑모터(14)의 회전축상에 장착된 피니언기어(15)는 랙바아(16)와 치합되고, 이 랙바아(16)는 일정용적의 폐공간을 형성하는 하우징(17)과 결합되며, 이 하우징(17)내에는 오일펌프(18)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 하우징(17)내에 설치되는 오일펌프(18)는 외주면에 격벽부재(19)를 갖추고 있어, 이 격벽부재(19)를 매개로 하여 오일펌프(18)는 하우징(17)의 내부공간을 기밀되게 구획된 좌측유실(20)과 우측유실(21)로 분할하도록 되어 있다.

또한, 상기 하우징(17)에는 좌측유실(20)과 우측유실(21)로부터 각각 동력실린더(4)의 좌/우측 압력실(4c,4d)내로 교통되는 제1,2관로(22,23)가 설치되고, 이 제1,2관로(22,23)상에는 각각 체크밸브(24)를 매개로 오일저장탱크(6)와 교통되는 제1,2드레인관로(25,26)가 설치되는 한편, 상기 오일펌프(18)는 오일저장탱크(6)와 교통되어 작동유를 공급받도록 된 제3관로(27)가 설치되어 있다.

이에 따라, 조향시 상기 조향핸들(1)에 가해진 조향조작력으로 조향축(2)이 회전되면, 상기 조향방향감지센서(11)와 조향토오크감지센서(12)는 각각 제어유니트(13)로 조향방향과 조향정도를 신호보내게 되고, 이 신호를 근거로 하여 상기 제어유니트(13)는 스텝핑모터(14)의 회전방향과 회전량을 제어하게 된다.

이 결과, 상기 스텝핑모터(14)가 회전하게 되면, 이 스텝핑모터(14)의 회전축상에 장착된 피니언기어(15)와 치합된 랙바아(16)는 피니언기어(15)의 회전방향에 부합하여 좌우방향중 어느 한 방향으로 선택적으로 이동하게 되고, 상기 랙바아(16)에 이동에 의해 오일펌프(18)를 수용하고 있는 하우징(17)도 같이 이동하게 된다.

이와 같이, 상기 하우징(17)이 이동하게 되면, 내부의 좌측유실(20)과 우측유실(21)의 용적이 변화하게 되고, 이 용적의 변화에 의해 제1,2관로(22,23)를 통해 각각 동력실린더(4)의 압력실(4c,4d)로 유입되는 작동유의 유량도 달라지게 되며, 상기 압력실(4c,4d)로 공급되는 작동유의 양에 의해 피스톤(4a)이 이동하게 되면서 랙바아(4b)도 동시에 이동하게 되어 조향이 이루어지게 된다.

이때, 상기 오일펌프(18)의 상하부위로 돌출된 격벽부재(19)는 각각 하우징(17)의 내부공간은 좌측유실(20)과 우측유실(21)로 기밀되게 구획지을 수 있어, 제1,2관로(22,23)를 통해 유출되는 작동유의 양은 달라질 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1,2관로(22,23)에 각각 마련된 제1,2드레인관로(25,26)는 관로내 과도한 작동유가 유동될 경우 개방되는 체크밸브(24)를 매개로 여분의 작동유를 오일저장탱크(6)로 다시 리턴시켜 줌으로써 관로를 보호할 수 있게 된다.

또한, 상기 오일저장탱크(6)와 오일펌프(18) 사이에 교통되게 설치된 제3관로(27)는 오일저장탱크(6)에 저장된 작동유를 오일펌프(18)로 공급할 때 교통통로의 역할을 한다.

따라서, 상기와 같이 동력조향장치가 구성되면, 종래 컨트롤밸브(3)를 사용한 구성에서 보다 간략한 구성을 이룰 수 있고, 또한 조향시 유동되는 작동유의 경로도 단순화되므로 응답성도 향상됨은 물론, 작동유내 생기는 불순물의 양도 저감될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 동력조향장치에 의하면, 조향시 오일펌프로부터 동력실린더에 공급되는 작동유의 토출유량을 조타방향에 따라 제어하여 토출유량에 따른 조향이 이루어지도록 구성함으로써, 구성부품을 단순화시키면서 제조단가를 낮추며 조타시 빠른 응답성을 기대할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

조향시 조타방향과 조타정도를 검출하도록 조향축(2)상에 설치된 조향방향감지센서(11) 및 조향토오크감지센서(12)와, 이 조향방향감지센서(11)와 조향토오크감지센서(12)로부터 검출된 조타방향과 조타정도를 입력받도록 연결된 제어유니트(13), 이 제어유니트(13)에 연결되어 이로부터 회전방향과 회전량을 제어받도록 설치된 스텝핑모터(14), 이 스텝핑모터(14)의 피니언기어(15)와 치합된 랙바아(16), 이 랙바아(16)에 결합되면서 내부에 일정용적의 밀폐된 공간을 형성하는 하우징(17), 이 하우징(17)내에 외주면에 구비된 격벽부재(19)를 매개로 하우징(17)의 내부공간을 좌측유실(20)과 우측유실(21)로 기밀되게 분할하도록 설치된 오일펌프(18), 상기 하우징(17)의 좌측유실(20)과 우측유실(21)로부터 동력실린더(4)의 좌/우측 압력실(4c,4d)로 각각 독립적으로 교통되게 설치된 제1,2관로(22,23)를 포함하여 구성되는 자동차의 동력조향장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1,2관로(22,23)상에는 각각 체크밸브(24)를 매개로 오일저장탱크(6)와 교통되는 제1,2드레인관로(25,26)가 설치되면서 상기 오일펌프(18)와 오일저장탱크(6) 사이에는 제3관로(27)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 동력조향장치.